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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRICAL MACHINE COMPRISING RADIAL COOLING SLOTS, AND WIND TURBINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/050575
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electrical machine (1) comprising a first active part (2) and a second active part (3), both the first active part (2) and the second active part (3) having a plurality of laminated sub-cores (5) and each laminated sub-core (5) having a plurality of individual laminations (6), each comprising an axial width (b). The laminated sub-cores (5) are mutually spaced in an axial direction (a) such that a respective radial cooling slot (7, 8', 8'') is formed between two adjacent laminated sub-cores (5). The radial cooling slots (7) in the first active part (2) are offset in the axial direction (a) in relation to one another in comparison to the radial cooling slots (8', 8'') in the second active part (3), and the sum of the axial widths (b) of all individual laminations (6) in the first active part (2) corresponds to the sum of the axial widths (b) of all individual laminations (6) in the second active part (3).

Inventors:
BRASAS FRANK (DE)
GRUBER ROBERT (DE)
KROMPASS MARTIN (DE)
MEMMINGER OLIVER (DE)
SCHIFFERER KLAUS (DE)
SPERL TOBIAS (DE)
ZEICHFÜSSL ROLAND (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/071066
Publication Date:
March 30, 2017
Filing Date:
September 07, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02K1/20; H02K1/32
Foreign References:
DE102014115666A12015-04-30
CN203278421U2013-11-06
EP1050949A12000-11-08
EP2744075A12014-06-18
DE102014115666A12015-04-30
CN203278421U2013-11-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrische Maschine (1) mit

einem ersten Aktivteil (2) und

- einem zweiten Aktivteil (3) , wobei

das erste Aktivteil (2) und das zweite Aktivteil (3) je¬ weils eine Mehrzahl von Teilblechpaketen (5) umfasst, jedes der Teilblechpakete (5) eine Mehrzahl von Einzelble¬ chen (6) mit einer jeweiligen axialen Breite (b) umfasst, - die Teilblechpakete (5) in axialer Richtung (a) derart zu¬ einander beabstandet angeordnet sind, dass sich jeweils zwischen zwei benachbarten Teilblechpaketen (5) ein radialer Kühlschlitz (7, 8', 8'') ausbildet,

die radialen Kühlschlitze (7) in dem ersten Aktivteil (2) im Vergleich zu den radialen Kühlschlitzen (8', 8'') in dem zweiten Aktivteil (3) in axialer Richtung (a) versetzt angeordnet sind, und

das zweite Aktivteil (3) einen Kühlkanal (9) umfasst, wel¬ cher sich in axialer Richtung (a) erstreckt und welcher in die jeweiligen radialen Kühlschlitze (8', 8'') in dem zweiten Aktivteil (3) mündet, wobei an jeweiligen Randbe¬ reichen (10) des zweiten Aktivteils (3) ein Kühlmittel¬ strom in den Kühlkanal (9) einbringbar ist, wobei sich der Kühlmittelstrom, der durch den Kühlkanal (9) strömt, auf die jeweiligen radialen Kühlschlitze (8', 8'') in dem zweiten Aktivteil (3) verteilt und von dort über einen Luftspalt (11) zwischen dem ersten Aktivteil (2) und dem zweiten Aktivteil (3) in die radialen Kühlschlitze (7) des ersten Aktivteils (2) gelangt,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

eine Summe der axialen Breiten (b) aller Einzelbleche (6) in dem ersten Aktivteil (2) einer Summe der axialen Breiten (b) aller Einzelbleche (6) in dem zweiten Aktivteil (3) entspricht und

- die radialen Kühlschlitze (8', 8'') in dem zweiten Aktiv¬ teil (3) in erste Kühlschlitze (8') und zweite Kühlschlit¬ ze (8'') eingeteilt sind, wobei die ersten Kühlschlitze (8') ein erste axiale Länge (XR1) und die zweiten Kühl- schlitze (8'') eine im Vergleich zur ersten axialen Länge (XR1) größere, zweite axiale Länge (XR2) aufweisen.

2. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anzahl der Einzel¬ bleche (6) in dem ersten Aktivteil (2) im Wesentlichen einer Anzahl der Einzelbleche (6) in dem zweiten Aktivteil (3) ent¬ spricht . 3. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die axiale Breite (b) aller Einzelbleche (6) in dem ersten Aktivteil (2) und in dem zweiten Aktivteil (3) im Wesentlichen gleich ist.

4. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anzahl der radialen Kühlschlitze (8', 8'') in dem zweiten Aktivteil (3) größer ist als eine Anzahl der radialen Kühlschlitze (7) in dem ersten Aktivteil (2) .

5. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweiten Kühlschlitze (8'') in einem mittleren Be¬ reich (12) des zweiten Aktivteils (3) angeordnet sind.

6. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Aktivteil (2) eine Mehrzahl von Nuten (13) um- fasst, welche jeweils in eine an das zweite Aktivteil (3) grenzende Fläche (17) des ersten Aktivteils (2) münden, und in jede der Nuten (13) ein zu der Fläche (17) bündiges Ver¬ schlusselement (16) eingebracht ist.

7. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verschlusselement

(16) aus einem magnetischen Material oder einem amagnetischen Material gebildet ist.

8. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Maschine (1) als Asynchronmaschine aus¬ gebildet ist und einen Kurzschlussläufer oder einen Schleif- ringläufer aufweist.

9. Windkraftanlage mit einer elektrischen Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Elektrische Maschine mit radialen Kühlschlitzen sowie Wind ¬ kraftanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem ersten Aktivteil und einem zweiten Aktivteil, wobei das erste Aktivteil und das zweite Aktivteil jeweils eine Mehrzahl von Teilblechpaketen umfasst, jedes der Teilblechpa- kete eine Mehrzahl von Einzelblechen mit einer jeweiligen axialen Breite umfasst, die Teilblechpakete in axialer Rich ¬ tung derart zueinander beabstandet angeordnet sind, dass sich jeweils zwischen zwei benachbarten Teilblechpaketen ein radialer Kühlschlitz ausbildet und die radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil im Vergleich zu den radialen Kühlschlitzen in dem zweiten Aktivteil in axialer Richtung versetzt angeordnet sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfin ¬ dung eine Windkraftanlage mit einer derartigen elektrischen Maschine .

Das Interesse richtet sich vorliegend auf elektrische Maschi ¬ nen. Derartige elektrische Maschinen umfassen ein erstes und ein zweites Aktivteil beziehungsweise einen Stator und einen Rotor. Die Aktivteile können wiederum aus Blechpaketen gebil- det sein, die jeweils eine Mehrzahl von Einzelblechen umfassen. Um eine ausreichende Kühlung der elektrischen Maschine zu garantieren, sind die Einzelbleche so angeordnet, dass sich radiale Kühlschlitze ergeben, durch welche ein Kühlmedi ¬ um strömen kann.

Insbesondere wenn die elektrische Maschine als Generator in einer Windkraftanlage verwendet wird, sind die Betriebsgeräu ¬ sche der elektrischen Maschine von großer Bedeutung. Die Geräuschintensität in der Umgebung einer Windkraftanlage wird zumeist mit dem Schalldruckpegel in der Einheit dB (A) bewer ¬ tet. So gibt es klare Grenzwerte für den Schalldruckpegel ab ¬ hängig von der Umgebung und der Tageszeit. Beispielsweise gilt es, in der Umgebung von vorwiegend gewerblichen Anlagen bei Tag einen Grenzwert von 65 dB (A) und bei Nacht einen Grenzwert von 50 dB (A) einzuhalten. In Wohngebieten, insbesondere in reinen Wohngebieten, sind diese Grenzwerte ent ¬ sprechend reduziert. Die Schallemission einer Windkraftanlage hat unterschiedliche Ursachen. Aerodynamische Geräusche, die in erster Linie vom Rotor ausgehen, und die verschiedenartigsten mechanischen Geräusche bestimmen den gemessenen Ge- samtschallleistungspegel . Die verschiedenen Geräuschquellen müssen in der Entwicklung erkannt und sorgfältig analysiert werden. Jede einzelne Ursache erfordert spezielle Maßnahmen, um eine insgesamt geräuscharme Konstruktion zu realisieren. Als ein Bestandteil der Windkraftanlage muss auch der Wind- kraftgenerator die von dem Kunden spezifizierten Grenzwerte für den Schalldruckpegel erfüllen. Dabei gilt es nicht nur den Gesamtpegel einzuhalten, sondern auch Maximalwerte für einzelne Frequenzen oder Frequenzbereiche. Werden Maximalwerte für einzelne Frequenzen oder Frequenzbereiche überschrit ¬ ten, spricht man von Einzeltönen beziehungsweise Tonhaltig ¬ keiten des Generators.

Bisher wurde versucht, die Probleme mit der zu großen Schall ¬ emission durch Maßnahmen in der Luftführung des Kühlkreislaufes beziehungsweise der Kühlkreisläufe der elektrischen Ma ¬ schine zu beheben. Weiterhin ist es bekannt, entsprechende Schalldämmelemente aus verschiedenen Werkstoffen zu verwenden, um die Schallemissionen zu reduzieren. Bei Synchronmaschinen ist es zudem bekannt, dass die radialen Kühlschlitze in dem Rotor gegenüber den radialen Kühlschlitzen in dem Stator zueinander verschoben sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein pulsierender Kühlluftstrom aus dem Rotor nicht unmittelbar auf Hindernisse in den Statorkühlschlitzen trifft und somit Schallemissionen verringert werden.

Hierzu beschreibt die DE 10 2014 115 666 AI einen offenen In- duktionsmotor, bei welchem ein Rotor eine Struktur aufweist, durch welche Luft strömen kann und folglich die Kühlungseffi ¬ zienz des Rotors und eines Stators verbessert werden kann. Der Induktionsmotor beinhaltet einen Stator, welcher einen Eisen-Statorkern aufweisend ein radiales Kanalloch und eine Statorspule, welche um den Eisen-Statorkern gewickelt ist, beinhaltet. Zudem umfasst der Induktionsmotor einen Rotor mit einer Vielzahl von Eisen-Rotorkernen, welche in einer Axial- richtung einer Drehwelle geschichtet und an die Drehwelle ge ¬ koppelt sind, und mit einer Rotorspule, welche an die Viel ¬ zahl von Eisen-Rotorkernen gekoppelt ist. Der Rotor umfasst ferner Kanalplatten, welche zwischen der Vielzahl von Eisen- Rotorkernen geschichtet sind.

Darüber hinaus beschreibt die CN 203 278 421 U eine elektri ¬ sche Maschine mit einem Stator und einem Rotor, welche je ¬ weils radiale Kühlkanäle aufweisen. Dabei sind die radialen Kühlschlitze des Stators und die radialen Kühlschlitze des Rotors versetzt zueinander angeordnet. Ferner kann es vorge ¬ sehen sein, dass die Breite der Kühlschlitze in dem Stator der Hälfte der Breite der Kühlschlitze in dem Rotor ent ¬ spricht. Zudem können in dem Stator doppelt so viele Kühlschlitze wie in dem Rotor vorgesehen sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie im Betrieb einer elektrischen Maschine die

Schallemissionen effizient reduziert werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Ma ¬ schine sowie eine Windkraftanlage mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst ein erstes Aktivteil und ein zweites Aktivteil, wobei das erste Aktiv ¬ teil und das zweite Aktivteil jeweils eine Mehrzahl von Teil ¬ blechpaketen umfasst. Jedes der Teilblechpakete umfasst eine Mehrzahl von Einzelblechen mit einer jeweiligen axialen Breite. Die Teilblechpakete sind in axialer Richtung derart zuei ¬ nander beabstandet angeordnet, dass sich jeweils zwischen zwei benachbarten Teilblechpaketen ein radialer Kühlschlitz ausbildet. Zudem sind die radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil im Vergleich zu den radialen Kühlschlitzen in dem zweiten Aktivteil in axialer Richtung versetzt angeordnet. Darüber hinaus entspricht eine Summe der axialen Breiten al- 1er Einzelbleche in dem ersten Aktivteil einer Summe der axi ¬ alen Breiten aller Einzelbleche in dem zweiten Aktivteil.

Die elektrische Maschine kann bevorzugt als Generator betrie ¬ ben werden und in einer Windkraftanlage eingesetzt werden. Die elektrische Maschine umfasst das erste Aktivteil, das beispielsweise als Stator ausgebildet sein kann. Zudem um ¬ fasst die elektrische Maschine das zweite Aktivteil, das bei ¬ spielsweise als Rotor ausgebildet sein kann und relativ zu dem ersten Aktivteil drehbar ausgebildet sein kann. Sowohl das erste als auch das zweite Aktivteil umfassen jeweils ein Blechpaket mit einer Mehrzahl von Einzelblechen. Die jeweiligen Einzelbleche können beispielsweise aus Eisen gebildet sein. Die Einzelbleche weisen jeweils eine axiale Breite auf. Die axiale Breite beschreibt die räumliche Erstreckung des Einzelblechs in axialer Richtung. Die Einzelbleche in dem ersten und zweiten Aktivteil sind dabei jeweils zu Teilblech ¬ paketen gruppiert. Darüber hinaus sind die Teilblechpakete in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen den benachbarten Teilblechpaketen bildet sich jeweils ein ra- dialer Kühlschlitz aus. Dieser radiale Kühlschlitz beschreibt den Zwischenraum zwischen benachbarten Teilblechpaketen, der sich in radialer Richtung der elektrischen Maschine erstreckt. Diese radialen Kühlschlitze sind sowohl in dem ers ¬ ten Aktivteil als auch in dem zweiten Aktivteil vorhanden. Durch die radialen Kühlschlitze kann ein Kühlmedium, beispielsweise Kühlluft, strömen, um das erste Aktivteil und das zweite Aktivteil im Betrieb der elektrischen Maschine zu küh ¬ len. Die elektrische Maschine kann als offene oder durchzugs ¬ belüftete elektrische Maschine ausgebildet sein. Die elektri- sehe Maschine kann auch einen geschlossenen Innenkühlkreis- lauf aufweisen. Ferner ist es vorgesehen, dass die radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil und dem zweiten Aktivteil axial zueinander verschoben sind beziehungsweise versetzt zueinander ange ¬ ordnet sind. Dies bedeutet insbesondere, dass die radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil nicht fluchtend zu den radialen Kühlschlitzen in dem zweiten Aktivteil angeordnet sind. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass zur Ge ¬ währleistung eines großen Versatzes zwischen den radialen Kühlschlitzen im ersten und zweiten Aktivteil die radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil möglichst mittig zu den Teilblechpaketen in dem ersten Aktivteil angeordnet sind. Da ¬ durch kann verhindert werden, dass sich durch die radialen Kühlschlitze in dem ersten und dem zweiten Aktivteil ein durchgängiger Kühlkanal ergibt, in dem beispielsweise Schall- emissionen erzeugt werden können.

Zudem umfasst das zweite Aktivteil einen Kühlkanal, welcher sich in axialer Richtung erstreckt und welcher in die jeweiligen radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil mündet. Der Kühlkanal kann sich über die komplette axiale Länge des zweiten Aktivteils erstrecken. Somit kann beispielsweise an den jeweiligen Seitenbereichen des zweiten Aktivteils ein Kühlmittelstrom eingebracht werden. Der Kühlmittelstrom, der durch den Kühlkanal strömt, verteilt sich auf die jeweiligen radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil. Von dort ge ¬ langt der Kühlmittelstrom über den Luftspalt zwischen dem ersten Aktivteil und dem zweiten Aktivteil in die radialen Kühlschlitze des ersten Aktivteils. Nach dem Austritt aus den radialen Kühlschlitzen des ersten Aktivteils kann der Kühl- mittelstrom wieder umgelenkt werden und somit zu dem Kühlka ¬ nal in dem zweiten Aktivteil geführt werden. Durch den längeren Weg des Kühlmittels beziehungsweise des Kühlmediums sowie der höheren Verwirbelung kann auch die Kühlung der elektrischen Maschine verbessert werden. Ferner können die geänder- ten Strömungswiderstände auch zu einer Reduzierung der Rei ¬ bungsverluste führen. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die Summe der axialen Breiten aller Einzelbleche in dem ersten Aktivteil der Summe der axialen Breiten aller Einzelbleche in dem zweiten Aktivteil entspricht. Zudem ist es insbesondere vorgese- hen, dass das erste Aktivteil und das zweite Aktivteil in axialer Richtung der elektrischen Maschine die gleiche Gesamtlänge aufweisen. Mit anderen Worten ist die gesamte axia ¬ le Länge abzüglich der jeweiligen axialen Längen der radialen Kühlschlitze in dem ersten und dem zweiten Aktivteil gleich. Die Summe der axialen Breiten aller Einzelbleche kann auch als Eisenlänge bezeichnet werden. Dies bedeutet also, dass die Eisenlänge in dem ersten Aktivteil und die Eisenlänge in dem zweiten Aktivteil gleich sind. Somit kann eine optimale Ausnutzung des Eisens der Einzelbleche über die gesamte Länge der elektrischen Maschine ermöglicht werden. Zudem können üblicherweise verfügbare Berechnungsprogramme verwendet werden, da diese meist von der gleichen Eisenlänge in Stator und Ro ¬ tor ausgehen. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine einerseits besonders geräuscharm betrieben werden. Zudem wird ein effizienter Betrieb der elektrischen Maschine ermöglicht.

Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die ra ¬ dialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil in erste Kühl ¬ schlitze und zweite Kühlschlitze eingeteilt sind, wobei die ersten Kühlschlitze eine erste axiale Länge und die zweiten Kühlschlitze eine im Vergleich zur ersten axialen Länge größere, zweite axiale Länge aufweisen. Mit anderen Worten sind die radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil mit einer unterschiedlichen Breite ausgeführt. Da die Anzahl der Kühl- schlitze in dem zweiten Aktivteil größer ist als die Anzahl der radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil ist es vor ¬ gesehen, dass zumindest einige der radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil eine geringere axiale Länge aufweisen. Somit kann erreicht werden, dass die gesamte axiale Länge des ersten und des zweiten Aktivteils gleich ist und dass die Ei ¬ senlängen in dem ersten und dem zweiten Aktivteil gleich sind . Bevorzugt entspricht eine Anzahl der Einzelbleche in dem ers ¬ ten Aktivteil im Wesentlichen einer Anzahl der Einzelbleche in dem zweiten Aktivteil. Mit anderen Worten ist eine identi ¬ sche Anzahl an Stator- und Rotorelektroblechen vorgesehen. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Einzelbleche in dem ersten Aktivteil und die Einzelbleche in dem zweiten Ak ¬ tivteil aus demselben Material gefertigt sind. Weiterhin ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Einzelbleche des ersten Ak ¬ tivteils und die Einzelbleche des zweiten Aktivteils mit dem- selben Werkzeug gefertigt werden. Somit kann beispielsweise ermöglicht werden, dass die Einzelbleche des zweiten Aktiv ¬ teils beziehungsweise die Rotorbleche aus den überbleibenden Anteilen der Einzelbleche des ersten Aktivteils beziehungs ¬ weise der Statorbleche gefertigt werden. Damit können die Einzelbleche und somit auch die elektrische Maschine beson ¬ ders kostengünstig und mit einem geringen Aufwand gefertigt werden .

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Anzahl der Einzelble- che in dem ersten Aktivteil größer ist als die Anzahl der

Einzelbleche in dem zweiten Aktivteil. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass die Anzahl der Einzelbleche in dem ersten Aktivteil kleiner ist als die Anzahl der Einzelbleche in dem zweiten Aktivteil.

In einer weiteren Ausführungsform ist die axiale Breite aller Einzelbleche in dem ersten Aktivteil und in dem zweiten Aktivteil im Wesentlichen gleich. Mit anderen Worten weisen alle Einzelbleche in der elektrischen Maschine die gleiche axi- ale Breite auf. Wie bereits erläutert, können die jeweiligen Einzelbleche des ersten Aktivteils und des zweiten Aktivteils beziehungsweise des Stators und des Rotors aus dem gleichen Blech gefertigt werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der Aktivteile.

Es kann auch vorgesehen sein, dass sich die axiale Breite der Einzelbleche in dem ersten Aktivteil von der axialen Breite der Einzelbleche in dem zweiten Aktivteil unterscheidet. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass sich die axiale Breiten der Einzelbleche innerhalb des ersten Aktiv ¬ teils und/oder innerhalb des zweiten Aktivteils unterschei ¬ den .

In einer Ausführungsform ist eine Anzahl der radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil größer als eine Anzahl der radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil. Die Kühl ¬ schlitze in dem ersten Aktivteil und dem zweiten Aktivteil sind nicht fluchtend zueinander angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Anzahl der Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil und dem zweiten Aktivteil unterscheiden. Beispiels ¬ weise kann das zweite Aktivteil einen radialen Kühlschlitz mehr aufweisen als das erste Aktivteil. Somit kann auf einfa- che Weise erreicht werden, dass die radialen Kühlschlitze zu ¬ einander versetzt sind und somit die Schallemissionen der elektrischen Maschine reduziert sind. Weiterhin kann somit erreicht werden, dass die radiale Durchtrittsfläche für das Kühlmedium, insbesondere die Kühlluft, unverändert bleibt, wodurch weiterhin sichergestellt werden kann, dass abgesehen von der Höhe des Luftspalts die Austrittsfläche am zweiten Aktivteil gleich der Eintrittsfläche im ersten Aktivteil ist. Daraus resultiert ein gleichmäßiger und geringer Luftwiderstand in der gesamten elektrischen Maschine.

In einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Anzahl der radialen Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil größer als eine Anzahl der radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil. Auch auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Kühlschlitze in dem ersten Aktivteil und dem zweiten Aktivteil sind nicht fluchtend zueinander angeordnet sind .

Bevorzugt sind die Kühlschlitze in einem mittleren Bereich des zweiten Aktivteils angeordnet. Die Verteilung der radia ¬ len Kühlschlitze mit der unterschiedlichen Breite kann in dem zweiten Aktivteil grundsätzlich beliebig erfolgen. Es ist jedoch vorteilhaft, die Heißbereiche der elektrischen Maschine, die beispielsweise in einem mittleren Bereich der elektrischen Maschine angeordnet sind, mit den zweiten radialen Kühlschlitzen zu versehen, die im Vergleich zu den ersten Kühlschlitzen eine größere axiale Länge aufweisen. Somit kann in dem Heißbereich der elektrischen Maschine der Kühleffekt gesteigert werden. In den Randbereichen des zweiten Aktivteils können dann die zweiten Kühlschlitze angeordnet sein. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Anordnung der radialen Kühlschlitze in dem zweiten Aktivteil symmetrisch ist. Somit kann eine gleichmäßige Kühlung des zweiten Aktivteils ermög ¬ licht werden.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das erste Aktivteil eine Mehrzahl von Nuten, welche jeweils in eine an das zweite Aktivteil grenzende Fläche des ersten Aktivteils münden und in jede der Nuten ein zu der Fläche bündiges Verschlussele ¬ ment eingebracht ist. Die jeweiligen Nuten in dem ersten Aktivteil beziehungsweise in dem Stator können sich in radialer Richtung erstrecken. Zudem können die Nuten entlang einer Um- fangsrichtung des ersten Aktivteils gleichmäßig verteilt an ¬ geordnet sein. In die jeweiligen Nuten kann die Wicklung der elektrischen Maschine eingebracht werden. Zudem kann in die Nut ein entsprechender Keil zum Halten der Wicklung in der Nut eingebracht sein. Ferner ist es vorgesehen, dass in jede Nut zudem das Verschlusselement eingebracht wird, welches beispielsweise aus einem magnetischen oder einem amagneti ¬ schen Material gefertigt sein kann. Das Verschlusselement ist so ausgebildet, dass es bündig mit der Fläche des ersten Ak ¬ tivteils abschließt. Diese Fläche des ersten Aktivteils ist diejenige Fläche, die dem zweiten Aktivteil beziehungsweise dem Luftspalt zugewandt ist. Somit weist das erste Aktivteil im Bereich der Nuten eine glatte Oberfläche auf. Somit können Schallemissionen zusätzlich verringert werden, da der Kühlmittelstrom nicht auf ein Blechpaket mit nach innen hin offe- nen Nuten trifft, sondern auf eine vollständig glatte Ober ¬ fläche . In einer weiteren Ausführungsform kann die elektrische Maschine als Asynchronmaschine ausgebildet sein. Eine solche Asynchronmaschine kann einen Läufer aufweisen, der als Kurzschlussläufer oder als Schleifringläufer ausgebildet ist.

Eine erfindungsgemäße Windkraftanlage umfasst eine erfin ¬ dungsgemäße elektrische Maschine. Damit kann eine Windkraft ¬ anlage bereitgestellt werden, bei der das Gesamtgeräusch und die Tonhaltigkeiten, die infolge des durch die elektrische Maschine strömenden Kühlmediums hervorgerufen werden, reduziert sind.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße elektrische Maschine vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vortei- le gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Windkraftan ¬ lage .

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbei ¬ spielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun- gen näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 eine elektrische Maschine gemäß dem Stand der Tech ¬ nik in einer geschnittenen Seitenansicht;

FIG 2 eine elektrische Maschine gemäß einer Ausführungs- form der vorliegenden Erfindung in einer geschnittenen Seitenansicht; und

FIG 3 eine Nut der elektrischen Maschine in einer ge ¬ schnittenen Seitenansicht. In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

FIG 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 gemäß dem Stand der Technik in einer geschnittenen Seitenansicht. Die elektrische Maschine 1 umfasst ein erstes Aktivteil 2 in Form eines

Stators. Darüber hinaus umfasst die elektrische Maschine 1 ein zweites Aktivteil 3 in Form eines Rotors. Das zweite Ak ¬ tivteil 3 ist relativ zu dem ersten Aktivteil 2 bewegbar be- ziehungsweise drehbar. Das erste Aktivteil 2 weist in axialer Richtung a der elektrischen Maschine 1 eine Gesamtlänge LS auf und das zweite Aktivteil 3 weist in der axialer Richtung a eine Gesamtlänge LR auf. Vorliegend sind die Gesamtlängen LS und LR der Aktivteile 2, 3 gleich.

Sowohl das erste Aktivteil 2 als auch das zweite Aktivteil 3 umfassen ein Blechpaket 4 mit einer Mehrzahl von Einzelblechen 6. Die Einzelbleche 6 sind zu jeweiligen Teilblechpake- ten 5 gruppiert. Die Einzelbleche 6 weisen ein axiale Breite b auf, welche die räumliche Erstreckung der Einzelbleche 6 in der axialer Richtung a der elektrischen Maschine 1 beschreibt. Vorliegend weise alle Einzelbleche 6 in dem ersten Aktivteil 2 und in dem zweiten Aktivteil 3 die gleiche axiale Breite b auf.

Die jeweiligen Teilblechpakete 5 sind in der axialen Richtung a der elektrischen Maschine 1 beabstandet zueinander angeord ¬ net. In dem ersten Aktivteil 2 bilden sich somit radiale Kühlschlitze 7 und in dem zweiten Aktivteil 3 bilden sich ra ¬ diale Kühlschlitze 8 aus. Die radialen Kühlschlitze 7, 8 er ¬ strecken sich in dem jeweiligen Aktivteil 2, 3 entlang einer radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1. Die radialen Kühlschlitze 7 in dem ersten Aktivteil 2 weisen eine axiale Länge XS auf. Die radialen Kühlschlitze 8 in dem zweiten Ak ¬ tivteil 3 weisen eine radiale Länge XR auf. Vorliegend ent ¬ spricht die axiale Länge XS der radialen Kühlschlitze 7 in dem ersten Aktivteil 2 der axialen Länge der XR der radialen Kühlschlitze 8 in dem zweiten Aktivteil 3. Ferner sind die radialen Kühlschlitze 8 in dem zweiten Aktivteil 3 fluchtend zu den radialen Kühlschlitzen 7 in dem ersten Aktivteil 2 angeordnet .

In dem zweiten Aktivteil 3 ist ein Kühlkanal 9 vorgesehen, der sich in axialer Richtung a durch die Teilblechpakete 5 hindurch erstreckt. Somit kann beispielsweise an den jeweili ¬ gen Randbereichen 10 des zweiten Aktivteils 3 ein Kühlmedium, beispielsweise Kühlluft, in den Kühlkanal 9 eingebracht wer- den. Das durch den Kühlkanal 9 strömende Kühlmedium gelangt dann zu den radialen Kühlschlitzen 8 in dem zweiten Aktivteil 3. Von dort wird es über einen Luftspalt 11 in die radialen Kühlschlitze 7 des ersten Aktivteils 2 geführt. Nach dem Aus- tritt des Kühlmediums aus den radialen Kühlschlitzen 7 des ersten Aktivteils 2 kann der Kühlmittelstrom umgelenkt werden und wieder in den Kühlkanal 9 geführt werden. Auf diese Weise kann ein Kühlkreislauf bereitgestellt werden.

FIG 2 zeigt eine elektrische Maschine 1 gemäß einer Ausfüh ¬ rungsform der vorliegenden Erfindung in einer geschnittenen Seitenansicht. Bei der elektrischen Maschine 1 ist das ersten Aktivteil 2 analog zu dem ersten Aktivteil 2 der elektrischen Maschine 1 gemäß FIG 1 ausgebildet. Das zweite Aktivteil 3 ist im Vergleich zu dem zweiten Aktivteil 3 gemäß FIG 1 verändert. Das zweite Aktivteil 3 umfasst erste radiale Kühl ¬ schlitze 8 ' und zweite radiale Kühlschlitze 8 ' ' . Die ersten radialen Kühlschlitze 8 ' weisen eine axiale Länge XRl auf die zweiten radialen Kühlschlitze 8 ' ' weisen eine axiale Länge XR2 auf. Dabei ist die axiale Länge XR2 der zweiten radialen Kühlschlitze 8 ' ' größer als die axiale Länge XRl der ersten radialen Kühlschlitze 8 ' . Die axiale Länge XR2 kann bei ¬ spielsweise 10 mm betragen und die axiale Länge XRl kann bei ¬ spielsweise 8 mm betragen. Die axiale Länge XR2 der zweiten Kühlschlitze 8 ' ' kann der axialen Länge XS der radialen Kühlschlitze 7 in dem ersten Aktivteil 2 entsprechen.

Die Anzahl der radialen Kühlschlitze 8 ' , 8 ' ' in dem zweiten Aktivteil 3 ist größer als die Anzahl der radialen Kühl- schlitze 7 in dem ersten Aktivteil 2. Vorliegend ist in dem zweiten Aktivteil 3 ein radialer Kühlschlitz 8 ' , 8 ' ' mehr vorgesehen als in dem ersten Aktivteil 2. Dies wird dadurch erreicht, dass die radialen Kühlschlitze 8', 8'' in dem zwei ¬ ten Aktivteil 3 die unterschiedlichen axialen Längen XRl und XR2 aufweisen. Dabei wurde die Anzahl der ersten Kühlschlitze 8' und zweiten Kühlschlitze 8'' so gewählt, dass die Gesamt ¬ länge LR des zweiten Aktivteils 3 der Gesamtlänge LS des ers ¬ ten Aktivteils 2 entspricht. Für den Fall, dass die axiale Länge XR2 der zweiten Kühlschlitze 8 ' ' der axialen Länge XS der Kühlschlitze 7 in dem ersten Aktivteil entspricht, müss- ten die ersten Kühlschlitze 8 ' in Summe einmal um die axiale Länge XR2 geschmälert werden.

Die Kühlschlitze 8 ' , 8 ' ' in dem zweiten Aktivteil 3 sind da ¬ bei derart angeordnet, dass die zweiten Kühlschlitze 8'' im Wesentlichen in einem mittleren Bereich 12 des zweiten Aktivteils 3 angeordnet sind. Dieser mittlere Bereich 12 ent- spricht einem Heißbereich der elektrischen Maschine 1. Dadurch, dass in diesem Heißbereich die zweiten radialen Kühlschlitze 8 ' ' mit der größeren axialen Länge XR2 angeordnet sind, kann dieser Heißbereich effektiver gekühlt werden. Zudem sind die radialen Kühlschlitze 8 ' , 8 ' ' in dem zweiten Ak- tivteil 3 im Wesentlichen symmetrisch angeordnet, wodurch eine gleichmäßige Kühlung des zweiten Aktivteils 3 erreicht wird. Da die Summe der axialen Längen XR1 und XR2 kumuliert gleich der Summe der axialen Längen XR von der elektrischen Maschine 1 gemäß FIG 1 ist, kann die Entwärmung des ersten und des zweiten Aktivteils 2, 3 mit bestehenden Berechnungs ¬ methoden und mit Messwerten von konventionellen elektrischen Maschinen, beispielsweise der elektrischen Maschine 1 gemäß FIG 1 mit genau gegenüberliegenden Kühlschlitzen 7, 8, einfach bestimmt werden.

Auch bei der elektrischen Maschine 1 gemäß FIG 2 weisen die jeweiligen Einzelbleche 6 in dem ersten Aktivteil 2 und dem zweiten Aktivteil 3 die gleiche axiale Breite b auf. Zudem ist es vorgesehen, dass die Anzahl der Einzelbleche 6 in dem ersten Aktivteil 2 und dem zweiten Aktivteil 3 gleich ist.

Somit wird erreicht, dass die Summe der axialen Breiten b al ¬ ler Einzelbleche 6 in dem ersten Aktivteil 2 und die Summe der axialen Breiten b aller Einzelbleche 6 in dem zweiten Aktivteil 3 gleich ist. Die Summe der axialen Breiten in den jeweiligen Aktivteilen 2, 3 kann auch als Eisenlänge bezeichnet werden. Somit ist die Eisenlänge in dem ersten Aktivteil 2 und in dem zweiten Aktivteil 3 gleich. Anders ausgedrückt entspricht die Differenz der Gesamtlänge LS des ersten Aktiv- teils und aller axialen Längen XS der radialen Kühlschlitze 7 in dem ersten Aktivteil 2 der Differenz der Gesamtlänge LR und der axialen Längen XR1, XR2 aller radialen Kühlschlitze 8', 8'' in dem zweiten Aktivteil 3. Dies kann durch folgende Formel ausgedrückt werden:

(LS-Σ (XS) ) = (LR- (EX i) + (EXR2) ) .

Durch die gleiche Eisenlänge kann sowohl im ersten Aktivteil 2 als auch im zweiten Aktivteil 3 die komplette Eisenlänge elektromagnetisch optimal genutzt werden. Zudem kann durch die identische Anzahl der Einzelbleche 6 in dem ersten Aktiv ¬ teil 2 und dem zweiten Aktivteil 3 eine einfache und kosten ¬ günstige Fertigung der Einzelbleche 6 ermöglicht werden. Bei- spielsweise können die Einzelbleche 6 in dem zweiten Aktiv ¬ teil aus einem überbleibenden Anteil eines Blechs, aus dem die Einzelbleche 6 des ersten Aktivteils 2 gefertigt wurden, gebildet werden. FIG 3 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung des ersten Ak ¬ tivteils 2 in einer geschnittenen Seitenansicht. Hierbei ist eine Nut 13 des ersten Aktivteils 2 zu erkennen. In die Nut 13 kann eine Wicklung der elektrischen Maschine 1 eingebracht werden. Die Nut 13 weist ferner eine Ausnehmung 14 auf, in welche ein Keil 15 eingebracht ist. Der Keil 15 dient zum

Halten der hier nicht dargestellten Wicklung in der Nut 13. Darüber hinaus ist in die Nut 13 ein Verschlusselement 16 eingebracht, welches an den Keil 15 grenzt. Das Verschluss ¬ element 16 kann insbesondere im Bereich der sogenannten

Streunut angeordnet sein. Das Verschlusselement 16 kann aus einem magnetischen oder einem amagnetischen Material gefertigt werden. Das Verschlusselement 16 ist so ausgebildet, dass es zu einer Fläche 17 des ersten Aktivteils 2, welches an den Luftspalt 11 grenzt, bündig ist. Somit kann eine glat- te Oberfläche des ersten Aktivteils 2 ermöglicht werden. Auf diese Weise können Schaltemissionen zusätzlich reduziert werden . In den FIG 1 und 2 ist das erste Aktivteil 2 beziehungsweise der Stator unverändert. Die vorausgehend beschriebenen Maß ¬ nahmen an dem zweiten Aktivteil 3 beziehungsweise dem Rotor können ebenso auf die Kühlschlitzanordnung in dem ersten Ak- tivteil 2 angewandt werden. Es können prinzipiell auch mehr als zwei axiale Längen XR1 und XR2 für die radialen Kühlschlitze 8', 8'' in dem zweiten Aktivteil verwendet werden.